量子コンピューティングの新たな突破がブロックチェーンに与える潜在的な影響

12月10日、あるテクノロジーの巨頭が最新の量子コンピューティングチップWillowを発表しました。この革新的な技術は、2019年に同社が初めて「量子優位性」を達成して以来の大きなブレークスルーです。この成果はNatureに緊急掲載され、テクノロジー界で広く注目を集めています。

新しいチップWillowは105個の量子ビットを持ち、量子誤り訂正とランダム回路サンプリングの2つのベンチマークテストで同カテゴリーの最高性能を達成しました。特にランダム回路サンプリングテストでは、Willowチップはわずか5分で現在最も速いスーパーコンピュータが10^25年を必要とする計算タスクを完了しました。この時間のスパンは、知られている宇宙の年齢を超えています。

Willowの重要なブレークスルーは、エラー率を指数関数的に低下させ、エラー率を特定の重要な閾値以下にすることができる点です。これは、大規模な実用性量子コンピュータを実現するための重要な前提と考えられています。研究開発チームの責任者は、Willowが閾値以下のシステムであり、大規模な実用性量子コンピュータの実現可能性を示していると述べました。

暗号通貨への潜在的な影響

この量子コンピューティングのブレークスルーは、特にブロックチェーンと暗号通貨の分野で、複数の業界に深遠な影響を与えました。現在、楕円曲線デジタル署名アルゴリズム（ECDSA）とハッシュ関数SHA-256は、ビットコインなどの暗号通貨の取引に広く使用されています。理論的には、量子アルゴリズムはこれらの暗号方式を解読することができますが、現在必要とされる量子ビットの数は、依然として既存の技術を大きく上回っています。

ビットコイン取引で使用される2つのタイプのウォレットアドレス——"公開鍵に支払う"(p2pk)と"公開鍵のハッシュに支払う"(p2pkh)——はいずれも潜在的な量子コンピューティングの脅威に直面しています。特にp2pkh取引では、たった10分のウィンドウ期間であっても、理論的には量子アルゴリズムを実行して秘密鍵を導出するのに十分です。

ウィローの105量子ビットはビットコインの暗号アルゴリズムを解読するにはまだ不足していますが、大規模な実用的量子コンピュータの発展方向を示唆しています。これは暗号通貨のセキュリティシステムに新たな課題を提起し、抗量子ブロックチェーン技術の開発を急務としています。

抗量子ブロックチェーン技術

後量子暗号（PQC）は、量子コンピューティング攻撃に対抗できる新しいタイプの暗号アルゴリズムです。現在の量子アルゴリズムは、広く使用されている古典的な暗号アルゴリズムを破る可能性がありますが、後量子暗号アルゴリズムを破ることはできません。これは、後量子暗号がブロックチェーンの長期的な安全性を保証するための重要な技術であることを意味します。

いくつかの研究機関は、抗量子ブロックチェーン技術の分野で進展を遂げています。例えば、ある機関はブロックチェーンの全プロセスにおけるポスト量子暗号能力の構築を完了し、複数のNIST標準のポスト量子暗号アルゴリズムをサポートする暗号ライブラリを開発し、ポスト量子署名のストレージ膨張の問題に対して最適化を行いました。

さらに、いくつかの最前線の研究は、豊富な機能を持つ暗号アルゴリズムの後量子移行にも関与しています。たとえば、業界ではNISTの後量子署名標準アルゴリズムDilithiumに対する分散型鍵管理プロトコルが開発されており、これは最初の効率的な後量子分散型しきい値署名プロトコルであり、性能面で既存のソリューションに比べて著しい向上を示しています。

量子コンピューティング技術の進展に伴い、暗号通貨とブロックチェーン技術は新たなセキュリティの脅威に直面しています。量子耐性暗号技術の開発と実装は、これらのシステムの長期的な安全性と信頼性を確保するための鍵となるでしょう。業界は量子コンピューティングの進展に引き続き注目し、将来のセキュリティの脅威に対処するために、積極的に量子耐性ソリューションを探求する必要があります。